基于dsp与fpga电能质量智能监控处理系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，此设计分为两部分，第一部分是谐波信号的接收以及传输，数据采集模块采集到电能中谐波信号，由AD7606模块通过RS485总线送至FPGA中，再由FPGA送进DSP中，数据经调理电路调整送至PC；第二部分是电能智能化质量改善，数据被送入PC中，将处理程序经CAN总线送入DSP中，由RS232总线送到D/A模块中，经D/A处理后信号送入电力系统消除谐波，使电能达到高质量指标。
【专利说明】
基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及智能化的对电能质量性能分析改善领域，具体为一种基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统。
【背景技术】
[0002]自从改革开放以来，电力系统结构变的复杂，负载种类也越来越多，国民经济的提高是的人民群众对电能需求量越来越大，不仅在量增加的情况下要求质的提高;在人们的生活中不对称性、冲击性以及非线性变化的增加，使得电能质量问题日益突出，这也成为了用户和电力部门日益关注的重要问题。在现有的电能的监控系统中大多数检测的电能指标单一，无法实现电能检测的连续性、实时性的监测，同时其装置的抗干扰性能不强，这就使得在电能的监测工作中存在很多问题。
[0003]为了实现输、配电系统瞬时扰动检测，保证电能质量的实时反馈至监测中心并得到快速处理，提高电能的质量，减少社会的经济损失，满足人民的高质量的电能需要，本实用新型公开了一种更加安全、可靠、智能的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，它可以将现场数据监测并连续实时的传输到监控中心，工作人员在接受到现场数据后，迅速对数据进行处理并传输，解决电能存在的问题;本设计采用智能实时控制所以操作简单易行，能够更快速更全面的减少生命安全和财产的损失。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是提供一种基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，已解决现有技术连续性、实时性以及安全可靠性上的难题。
[0005]为了达到上述目的，本实用新型所采取的技术方案为:基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于包括:数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块;数据采集模块包括数据输入模块和AD7606模块，其中AD7606为美国ADI公司最新推出的8通道16位同步AD转换器;数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线、RS232总线和CAN总线；数据处理模块包括EP2C8QF208系列的FPGA、TMS320LF2407系列的DSP、调理电路以及PC;数据输出模块包括D/A模块和实时信号输出模块;当相应的处理信号输入到相应装置设备来调整电能的质量，这样就完成了一次完整的电力监测处理过程。
[0006]所述的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于:数据采集模块包括数据输入模块和AD7606模块;数据输入模块是当电能存在不对称或非线性的谐波变量时，此时将谐波模拟信号接收并记录下来;AD7606模块是将接收下来的模拟信号进行A/D转换的装置，其中AD7606为美国ADI公司最新推出的8通道16位同步AD转换器。
[0007]所述的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于:数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线、RS232总线和CAN总线；RS485总线实现AD7606模块和EP2C8QF208系列的FPGA的连接，将相应电能谐波模拟信号进行A/D转换成数字量向FPGA传输;RS232总线实现TMS320LF2407系列的DSP和D/A模块之间的连接，将处理好的信号由DSP传送至D/A模块转换成模拟量送至电力系统中；CAN总线实现PC与DSP之间的连接，完成人机数据的传送。
[0008]所述的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于:数据处理模块包括EP2C8QF208系列的FPGA、TMS320LF2407系列的DSP、调理电路以及PC ； EP2C8QF208系列的FPGA是将通过数据采集模块采集来的数据送入FPGA，FPGA处理好相应的数据;再将FPGA处理好的数据送入DSP中；调理电路是将FPGA和DSP处理的数据进行实时调整，再次传输给它们;这样工作人员在了解谐波信号后将处理程序输入PC中，接着由PC将数据传送至DSP。再传送至D/A模块处理后由信号输出模块输入电力系统中；FPGA实现对电能质量数据的实时连续采集和高效读入，同时保证了 DSP程序运行的连续性和高效性。
[0009]所述的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于:数据输出模块包括D/A模块和信号输出模块;数据输出模块是将DSP处理后得到的数字信号经D/A处理，满足要求后传入电力系统中，经过一系列动作后可消去谐波变量，得到很高的电能质量。
[0010]本实用新型采用数据采集模块接收电能中存在的谐波信号并记录下来，由AD7606模块进行A/D转换后通过RS485总线将谐波信号传送至FPGA中，再由FPGA快速连续处理后送至DSP中，调理电路将FPGA和DSP处理的数据进行实时调整，再次传输给FPGA和DSP中，此时由DSP将相应数据传送至PC，此时工作人员了解谐波信号后将处理程序输入PC中，接着由PC将数据经CAN总线传送至DSP中，新的数据进过D/A处理，由信号输出模块将相应处理信号送入电力系统，经过一系列动作后消除谐波，使电能达到高质量指标，本系统对电能进行连续性、实时性的监测，同时其装置的抗干扰性能，最大程度保证了人们高质量用电标准。
[0011]本实用新型的优点是:本实用新型的电路简单可靠、数据传输实时可靠、操作简单、安全价值高、便于维护等许多优点。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型结构框图
【具体实施方式】
[0013]结构框图如图1所示，所述的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，包括数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块，其特征在于:数据采集模块首先是数据输入模块(I)接收电能中存在的谐波信号并记录下来，由AD7606模块(2)进行A/D转换后通过RS485总线⑶将谐波信号传送至FPGA(4)中，再由FPGA(4)快速连续处理后送至DSP(5)中，调理电路(6)将FPGA(4)和DSP(5)处理的数据进行实时调整，再次传输给FPGA(4)和DSP(5)中，此时由DSP(5)将相应数据传送至PC(7)，此时工作人员了解谐波信号后将处理程序输入PC(7)中，接着由PC(7)将数据经CAN总线(8)传送至DSP (5)中，新的数据由RS232总线(9)传送到D/A模块(10)，经过D/A处理后由信号输出模块(11)将相应处理信号送入电力系统，经过一系列动作后消除谐波，使电能达到高质量指标。
[0014]原理如图1所示，此设计分为两部分，第一部分是谐波信号的接收以及传输，数据采集模块采集到电能中谐波信号，由AD7606模块通过RS485总线送至FPGA中，再由FPGA送进DSP中，经调理电路调整后将相应数据传送至PC。第二部分是电能智能化质量改善，数据被送入PC中，将处理程序输入后再次由PC经CAN总线送入DSP中，并通过RS232总线送到D/A模块中，经过D/A处理后由信号输出模块将相应处理信号送入电力系统，经过一系列动作后消除谐波，使电能达到高质量指标。
【主权项】
1.基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于包括:数据采集模块、数据传输模块、数据处理模块和数据输出模块;数据采集模块包括数据输入模块和AD7606模块；数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线、RS232总线和CAN总线；数据处理模块包括EP2C8QF208系列的FPGA、TMS320LF2407系列的DSP、调理电路以及PC;数据输出模块包括D/A模块和实时信号输出模块；当相应的处理信号输入到相应装置设备来调整电能的质量，这样就完成了一次完整的电力监测处理过程。2.根据权利要求1所述的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于:数据采集模块包括数据输入模块和AD7606模块，其中AD7606为8通道16位同步AD转换器。3.根据权利要求1所述的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于:数据传输模块包括用于串口通信的RS485总线、RS232总线和CAN总线;RS485总线实现AD7606模块和EP2C8QF208系列的FPGA的连接;RS232总线实现TMS320LF2407系列的DSP和D/A模块之间的连接;CAN总线实现PC与DSP之间的连接，完成人机数据的传送。4.根据权利要求1所述的基于DSP与FPGA电能质量智能监控处理系统，其特征在于:数据处理模块包括EP2C8QF208系列的FPGA、TMS320LF2407系列的DSP、调理电路以及PC，FPGA实现对电能质量数据的实时连续采集和高效读入，同时保证了 DSP程序运行的连续性和高效性。
【文档编号】G01R31/00GK205506970SQ201620273590
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】聂然, 曹珍贯, 刘骏, 王跃豪, 徐牧, 张子良
【申请人】安徽理工大学